【正文】 名稱 類型 名稱和功能 Vss I 地 Vcc I 電源：提供掉電、空閑、正常工作電壓 北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說(shuō)明書 16 I/O P0 口是開(kāi)漏雙向口 ，可以寫為 1 使其狀態(tài)為懸浮 用作高阻輸入 。 在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù) 時(shí)作數(shù)據(jù)總線，此時(shí) 通過(guò)內(nèi)部強(qiáng)上拉輸出 1 I/O P1 口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O 口 ， 向 P1口寫入 1 時(shí) P1 口被 內(nèi)部上拉為高電平 ， 可用作輸入口 當(dāng)作為輸入 口。 P1 口第 2 功能 ： T2() 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入 /時(shí)鐘輸出 T2EX() 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 重裝載 /捕捉 /方向控制 I/O P2 口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O 口 ， 向 P2口寫入 1時(shí) ， P2口被內(nèi)部上拉為高電平 ， 可用作輸入口 。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù) 時(shí) 分別作為地址高位字節(jié)和 16 位 地址 (MOVX DPTR)， 此時(shí)通過(guò)內(nèi)部強(qiáng)上拉傳送 1 當(dāng)使用 8 位尋址方式 (MOV Ri)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) ,P2 口發(fā)送 P2 特殊功能寄存器的內(nèi)容 I/O P3 口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O 口向 P3 口寫入 1 時(shí) ,P3 口被內(nèi)部上拉為高電平 ,可用作輸入口 。復(fù)位后， 3個(gè) I/O口均為輸入方式。與單片機(jī)的低 8 位地址 /數(shù)據(jù)總線（ P0 口）相連。 RD ：讀選通信號(hào)，控制對(duì) 8155 的讀操作，低電平有效。 CE ：片選信號(hào)線，低電平有效。當(dāng) IO/ ＝ 0 時(shí)，則選擇 8155 的片內(nèi)RAM， AD0～ AD7 上地址為 8155 中 RAM 單元的地址（ 00H～ FFH）；當(dāng) IO/ ＝ 1 時(shí)，選擇 8155的 I/O口， AD0～ AD7 上的地址為 8155 I/O 口的地址。 8155 內(nèi)部設(shè)有地址鎖存器，在 ALE 的下降沿將單片機(jī) P0 口輸出的低 8 位地址信息及 ， IO/ 的狀態(tài)都鎖存到 8155 內(nèi)部鎖存器。 PA0～ PA7： 8位通用 I/O 口，其輸入、輸出的流向可由程序控制。 PC0～ PC5：有兩個(gè)作用，既可作為通用的 I/O 口，也可作為 PA 口和 PB 口的控制信 號(hào)線，這些可通過(guò)程序控制。 TIMER OUT：定時(shí) /計(jì)數(shù)器輸出端。 8155 的地址編碼及工作方式 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中， 8155 是按外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址的，為 16 位地址，其高 8位由片選線提供， CE ＝ 0，選中該片。這時(shí)， A、 B、 C 口的口地址低 8位分別為01H、 02H、 03H（設(shè)地址無(wú)關(guān)位為 0）。 C 口可工作于基本 I/O方式，也可作為 A口、 B口在選通工作方式時(shí)的狀態(tài)控制信號(hào)線。命令寄存器只能寫入，不能讀出，命令寄存器的格式如 下圖 所示。 ALT2： A口， B 口為基本輸入 /輸出， C 口為輸出方式。 PC0 為 AINTR， PC1 為 ABF，PC2 為 ， PC3～ PC5 為輸出。 PC0 為 AINTR， PC1 為 ABF， PC2 為 ， PC3 為BINTR， PC4 為 BBF， PC5 為 。狀態(tài)寄存器的端口地址與命令寄存器相同，低 8 位也是 00H，狀態(tài)寄存器的內(nèi)容只能讀出不能寫入。 8155 的定 時(shí) /計(jì)數(shù)器 8155 內(nèi)部的定時(shí) /計(jì)數(shù)器實(shí)際上是一個(gè) 14 位的減法計(jì)數(shù)器，它對(duì) TIMER IN 端輸入脈沖進(jìn)行減 1計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)結(jié)束（即減 1計(jì)數(shù)“回 0”）時(shí)，由 TIMER OUT 端輸出方波或脈沖。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器由兩個(gè) 8 位寄存器構(gòu)成，其中的低 14 位組成計(jì)數(shù)器，剩下的兩個(gè)高位（ M2， M1）用于定義輸出方式。但是再使用上卻與 MCS51 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器有許多不同之處。當(dāng)定時(shí)工作時(shí) ,從芯片內(nèi)部按機(jī)器周期提供固定頻率的計(jì)數(shù)脈沖；當(dāng)計(jì)數(shù)工作時(shí)，從芯片外部引入計(jì)數(shù)脈沖。而且這一信號(hào)還有脈沖和方波兩種形式，可由用戶進(jìn)北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說(shuō)明書 20 行選擇。具體說(shuō)明如下： D7D6 =00 不影響計(jì)數(shù)器工作。 如計(jì)數(shù)器未啟動(dòng)則無(wú)操作，如計(jì)數(shù)器正運(yùn)行則停止計(jì)數(shù)。 D7D6 =11 啟動(dòng) 計(jì)數(shù)器 。 北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說(shuō)明書 21 四 、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及原理 工具清單： 電烙鐵 電烙鐵架 鑷子 小螺絲刀 偏口鉗 焊錫 電路板 元器件清單： 序號(hào) 名 稱 數(shù) 量 序號(hào) 名 稱 數(shù) 量 1 89C51 1 6 共陰極數(shù)碼管 6 2 8155 1 7 DS18B20 1 3 74LS14 1 8 4 7407 2 9 5 75452 3 10 注：以上元器件不能焊在板上。 真值表如 右 ： 邏輯圖 如下 ： Input Output A Y L H H L 北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說(shuō)明書 22 7407 7407TTL 集電極開(kāi)路六正相高壓驅(qū)動(dòng)器。相似的， 2A 和 2B 另一個(gè)與非門的輸入端， 2Y為這一路信號(hào)的輸出。 75452 常用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)等！ 電解電容 電解電容是電容的一種介質(zhì)有電解液涂層有極性，分正負(fù)不可接錯(cuò)。 引出端符號(hào) ： 1A－ 6A 輸入端 1Y－ 6Y 輸出端 北京交通大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)踐說(shuō)明書 23 其 特點(diǎn) ：?jiǎn)挝惑w積的電容量非常大，比其它種類的電容大幾十到數(shù)百倍 ； 額定的容量可以做到非常大，可以輕易做到幾萬(wàn) μf 甚至幾 f（但不能和雙電層電容比） ； 價(jià)格比其它種類具有壓倒性優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殡娊怆娙莸慕M成材料都是普通的工業(yè)材料，比如鋁等等。 瓷片電容 用高介電常數(shù)的電容器陶瓷〈鈦酸鋇一氧化鈦〉擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質(zhì)，并用燒滲法將銀鍍?cè)谔沾缮献鳛殡姌O制成。具有小的正電容溫度系數(shù)的電容器，用 于高穩(wěn)定振蕩回路中，作為回路電容器及墊整電容器。這種電容器不宜使用在脈沖電路中，因?yàn)樗鼈円子诒幻}沖電壓擊穿。 廣泛應(yīng)用于電子精密儀器。 容量范圍： 耐壓：二倍額定電壓。 作用 是 把微弱信號(hào)放大成輻值較大的電信號(hào) ， 也用作無(wú) 觸點(diǎn)開(kāi)關(guān) 。 發(fā)光二極管 發(fā)光二極管的核心部分是由 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體組成的晶片，在 P 型半導(dǎo)體和N 型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層，稱為 PN 結(jié)。 PN 結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電 壓），電流從 LED 陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。 蜂鳴器 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、報(bào)警器、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)生器件 。 S51 增強(qiáng)型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板通過(guò)一個(gè)三極管 C8550 來(lái)放大驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，原理圖見(jiàn)下面圖： S51 增強(qiáng)型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板驅(qū)動(dòng)蜂鳴器原理圖 如圖所示，蜂鳴器的正極接到 VCC(+5V)電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極發(fā)射管的發(fā)射極 E，三極管的基級(jí) B 經(jīng)過(guò)限流電阻 R1后由單片機(jī)的 引腳控制，當(dāng) 輸出低 電平時(shí)，三極管 T1截止，沒(méi)有電流流過(guò)線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng) 輸出高 電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。 LED 的伏安特性類似于普通二極管，正向壓降約為 2 伏左右，工作電流一般在 10 20mA之間較為合適。8段 LED 在控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛，其接口電路也具有普遍借鑒性。 8段 LED 顯示器的結(jié)構(gòu)與工作原理如圖所示。它是由 8 個(gè)發(fā)光二極管組成，各段依次記為 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp ，其中 dp 表示小數(shù)點(diǎn)（不帶小數(shù)點(diǎn)的稱為 7段LED）。 共陰極 LED 的所有發(fā)光管的陰極并接成公共端 COM，而共陽(yáng)極 LED 的所有發(fā)光 管的陽(yáng)極并接成公共端 COM。 8 段 LED 通過(guò)不同段點(diǎn)亮?xí)r的組合，可以顯示 0~ A~F 等十六進(jìn)制數(shù)。通常把控制 LED 數(shù)碼管發(fā)光顯示字符的 8 位字節(jié)數(shù)據(jù)稱為段選碼或者字符譯碼，如圖所示。 三） 、 程序 設(shè)計(jì) 主程序部分 : 1)上電復(fù)位 ,各標(biāo)志位賦初值 。 子程序部分 ： 1） DS18B20 采集溫度子程序，通過(guò)調(diào)用初始化和讀寫程序采集室內(nèi)溫度。 3）按鍵子程序，并在主程序中調(diào)用該子程序，使得能夠用按鍵對(duì)溫度控制的上下限進(jìn)行設(shè)定并對(duì)報(bào)警程序進(jìn)行控制。 5）顯示子程序，使二極管能正常顯示溫度上下限及實(shí)際采集溫度值。由于時(shí)序?yàn)橐欢ǚ秶?，無(wú)確定值，始終不能正確檢測(cè)到 DS18B20，初始化過(guò)程失敗。 2． 按鍵 功能 實(shí)現(xiàn) 后， 蜂鳴器報(bào)警 出現(xiàn)新問(wèn)題： 當(dāng)通過(guò)按鍵調(diào)節(jié)溫度上限使之低于實(shí)際溫度采集值時(shí)，蜂鳴器發(fā)出不正常的震動(dòng)聲。 此時(shí)再次調(diào)節(jié)上限時(shí)蜂鳴器報(bào)警同時(shí)二極管亮燈； 則排除 我們懷疑是蜂鳴器兩端電壓出了問(wèn)題，于是在上述兩種情況下分別測(cè)試了蜂鳴器兩端的電壓， 沒(méi)并聯(lián)二極管時(shí)為 4V多，接二極管后為 2V多。明顯問(wèn)題不在電壓上。故此問(wèn)題很困擾我們。程序執(zhí)行后，二者初始狀態(tài)設(shè)為低電平，均停止報(bào)警。用手接觸 DS18B20，實(shí)際溫度值上升，松手后，實(shí)際溫度值下降。通過(guò)按鍵調(diào) 節(jié)下限高于實(shí)際溫度時(shí)二極管亮燈，當(dāng)再次調(diào)節(jié)使之低于實(shí)際溫度時(shí)二極管滅。 課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí) ,發(fā)現(xiàn) ,提出 ,分析和解決實(shí)際問(wèn)題 ,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié) ,是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程 .隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在。 回顧起此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，至今 我仍感慨頗多 。 但是可以學(xué)到很多很多的的東西，不僅可以鞏固以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí) ，并且把以前學(xué)到的理論知識(shí)很好的應(yīng)用到實(shí)踐中，更好的理解掌握了這些理論知識(shí) 。 在這次課程設(shè)計(jì)中，我們還切身感受到團(tuán)結(jié)、合作的重要性。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到 很多 問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重， 因?yàn)?這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深 刻，掌握得不夠牢固，比如說(shuō)三極管 PNP 管腳不懂怎么放置，不懂分得二極管的正負(fù)極，對(duì)單片機(jī)匯編語(yǔ)言掌握得不好 。硬件的設(shè)計(jì) 電路是現(xiàn)成的，但電路 焊接都要我們自己動(dòng)手去焊，軟件的編程也要我 們 自己 不斷的 分析研究并調(diào)試。 在這次難得的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中我 們 鍛煉了自己的思考能力和動(dòng)手能力。在方案設(shè)計(jì)選擇和芯片的選擇上，培養(yǎng)了我們綜合應(yīng)用單片機(jī)的能力，對(duì)單片機(jī)的各個(gè)管腳的功能也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。并且我們熟練掌握了有關(guān)器件的性能及測(cè)試方法。其次， 分析研究明白試驗(yàn)各實(shí)驗(yàn)硬件器材的工作原理 ，因?yàn)橹挥卸济靼琢?，做起設(shè)計(jì) 才可能 事半功倍，如果沒(méi)弄明白，就迷迷糊糊的去選題目做設(shè)計(jì)，到頭來(lái) 可能就是事倍功半甚至一點(diǎn)收獲也沒(méi)有 。 這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多編程問(wèn)題，最后在 田穎 老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。DS18B20 溫度傳感器的第一個(gè)字節(jié) TH EQU 31H 。溫度值 TMIN EQU 33H 。溫度上限 BZ1 BIT 00H 。標(biāo)志位 2 BZ3 EQU 23H 。蜂鳴器發(fā)光二極管復(fù)位（低電平） MOV TMIN,0FH 。給下限賦值 MOV BZ2,00H 。按鍵 4 標(biāo)志位 LOOP: LCALL GET_TEMPER 。把 DS18B20 傳來(lái)溫度轉(zhuǎn)化為單個(gè)值 LCALL KEY 。若 BZ3 為 1，則跳轉(zhuǎn) NEXT LCALL WARN 。調(diào)用顯示程序 LJMP LOOP 。溫度獲得程序 ORG 0100H GET_TEMPER: LCALL INIT JB BZ1,S22 。跳過(guò) ROMA 匹配 LCALL WRITE MOV A,44H 。跳過(guò) ROM 匹配 LCALL WRITE MOV A,0BEH 。采集溫度 RET 。定時(shí)入口 NOP CLR DQ MOV R0, 0F0H DJNZ R0, $ 。等待 60?s JNB DQ, INI1 。置標(biāo)志位 ,DS18B20 存在 LJMP INI3 INI2: CLR BZ1 。低電平持續(xù) 108?s INI4: SETB DQ RET 寫 DS18B20 ORG 0300H WRITE: MOV R2,08H